耐火材料工艺学概念

1、解释概念：气孔率和体积密度，化学组成和矿物组成，主成分和杂质，主晶相和基质。气孔率:耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。即是材料中含有气孔的多少。

单位表观体积占有的质量称为体积密度

矿物组成：化学成分在材料中存在的结合状态

主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体（含量高）的成分。

那些能与主成分相互作用，使其耐火性能降低的氧化物或化合物，通常称为熔剂的杂质。主晶相是指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。

填充于主晶相（次晶相）之间的不同成分的细微结晶矿物和玻璃相统称为基质。

2、耐火材料的热膨胀系数和高温体积稳定性有什么关系？各自影响因素有哪些？

3、耐火材料的导热系数和导温系数有什么关系？各自影响因素有哪些？

4、什么是耐火度？与纯物质熔点有何区别？

耐火材料在无荷重条件下，抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度

耐火度与纯物质的熔点有严格的区别：

熔点是纯物质固液平衡共存的温度，是一个固定的温度。耐火材料一般是由多种矿物组成的多相固体混合物，没有固定的熔点。其熔融是在一定温度范围内进行的，即只有固定的开始出现液相的温度，和固定的完全熔融的温度，在这个温度范围内，液相与固相同时存在。一般材料的耐火度都低于相应纯物质的熔点。

5、何谓常温耐压强度？耐火材料一般不因为常温耐压强度不够而破坏，为什么还要测其常温耐压强度？

耐火材料的耐压强度包括常温耐压强度和高温耐压强度，分别是指常温和高温条件下，耐火材料单位面积上所能承受的最大压力

常温耐压强度的意义:

1、可以间接反映工艺制度的合理性。耐压强度表明制品的成型坯料加工质量、成型坯体结构的均一性及砖体烧结情况良好。因此，常温耐压强度也是检验现行工艺状况和制品均一性的可靠指标。

2、可以间接的反映出其他性质的优劣，如耐磨性，不烧制品的结合强度等。

3、测定方便是判断耐火材料质量的常规检验指标。

6、何谓耐火材料的弹性模量，有哪些影响因素，有何使用意义？

材料在其弹性范围内，在外力σ（应力）的作用下，产生变形ε（应变），当荷载去除后，材料仍恢复原来的形状和尺寸，此时应力和应变的比值称为弹性模量

影响因素分析

1、化学矿物组成，晶体的化学键类型、缺陷

2、组织结构与各相间的结合强度

3、温度的影响

多晶材料，随温度升高而下降

含有玻璃相的材料，一定温度范围内，随温度升高而增大，但温度超过一定范围后，由于基质软化而转为下降，即有一最大值，据此可以判断材料基质开始软化和液相形成的温度范围。

有晶型转化的材料，E有突变。

意义:

1、测定弹性模量可以判断材料中是否存在缺陷和缺陷的多少，从而可以评定工艺工程（成型和烧成）的优劣；

2、还可以判定基质软化和液相形成的温度范围。

3、可以确定晶体是否有晶型转化和内部结构变化。

4、可以判断其他性质，如与热震稳定性成反比，与强度，耐磨性等大致成正比。

7、何谓荷重软化温度？影响因素有哪些？

是表示耐火材料对高温和荷重双重作用的抵抗能力。

耐火制品的荷重软化温度取决于制品的化学-矿物组成、组织结构、显微结构、液相的性质、结晶相与液相的比例及相互作用等。

8、何谓热震稳定性？从影响因素分析提高耐火材料热震稳定性的工艺措施有哪些？

耐火材料抵抗温度的急剧变化而不破坏的能力，称为热震稳定性。

影响热震稳定性的因素：

1、S断裂强度：

对刚性材料，S越大越好，多孔材料，S越小越好。

工艺上:降低S，适当的增加气孔，调整颗粒级配。

2、E弹性模量：

对刚性材料，E越小越好，多孔材料，E不宜过小。

3、α膨胀系数：

α－大，抗热震性差

α－小，抗热震性好

α－异常，如相变（晶型转化）导致热震稳定性变差。

4、λ导热系数

一般导热系数大，热震稳定性好，但如BeO导热系数特别小，抗热冲击性会很好。

5、结构影响：微观结构中晶粒大小影响，宏观结构中气孔和微裂纹的影响。

9、什么是抗热震断裂性和抗热震损伤性？两者的判据是什么？

材料发生瞬时断裂－热冲击断裂－热冲击断裂抵抗性。

在热冲击循环作用下，先开裂、剥落，然后碎裂和变质，最终损坏－热冲击损伤－热冲击损伤抵抗性。

10、何谓抗渣性？从影响因素分析提高耐火材料抗渣性的工艺措施有哪些？

耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀不易损毁的性能称为抗渣性。

影响耐火材料抗渣性的因素：

1.耐火材料与熔渣的组成和性质：（内因）

2.耐火材料的结构特征：

宏观气孔率大小，提高致密性；

显微结构的陶瓷结合抗渣差，而直接结合抗渣好。提高纯度、改善基质；低熔点相转为高熔点相（玻璃相转为结晶相）

3.熔渣粘度和润湿性：

加石墨（浸渍焦油）、ZrO2润湿角θ>90°提高抗渣性。

4.温度影响：温度高，扩散、溶解速度加快，粘度降低，侵蚀加剧。

5.气氛影响：还原、Fe2+、抗渣差；而氧化、Fe3+、抗渣好。真空气氛会加速熔渣向耐火材料中的渗入，使抗渣性降低。